معیاری برای مقاومت برشی خاک‌های سست سیمانه شده

مهم ترین مشخصه رفتار برشی خاک های سیمانه شده، تغییر رفتار آن ها از حالت شکننده مشابه سنگ در تنش های محصور کننده کم به حالت نرم مشابه خاک در سطوح تنش بیشتر می باشد. به خاطر تغییر حالت رفتار خاک سیمانه، استفاده از معیارهای گسیختگی که مخصوص سنگ یا خاک ها ارائه شده، برای این گونه مصالح همراه با محدودیت هایی می باشد. لذا در این پژوهش مقاومت برشی خاک‏های سیمانه شده به صورت تئوری و آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. تمرکز این تحقیق بیشتر بر روی تغییر فاز رفتار خاک از حالت شکننده به حالت شکل پذیر بوده است. در این تحقیق برای بیان مقاومت برشی خاک سیمانه شده، از ترکیب منطقی دو معیار گریفیث و موهر کولمب با استفاده از یک تابع حالت، معیار گسیختگی جدیدی ارائه شده است. معیار ارائه شده، در سطوح تنش کم رفتار سنگ مانند غیر خطی شکننده و در سطوح تنش زیاد رفتار خاک مانند خطی را می تواند به خوبی نشان دهد. تابع حالت استفاده شده برای بیان تغییر رفتار خاک از حالت ترد شکننده به نرم بر اساس مشاهدات آزمایشگاهی تعیین شده است. برای بررسی صحت و دقت معیار ارائه شده، از نتایج تحقیقات گذشته و نیز آزمایشات برش مستقیم انجام شده بر روی خاک سیمانه شده استفاده گردیده است. مقایسه نتایج معیار ارائه شده با آزمایشات انجام شده در این تحقیق و نتایج ارائه شده توسط محققین دیگر قابلیت کابرد این معیار برای خاک های دانه ای و ریزدانه دارای ساختار را نشان می دهد.

A Failure Criterion for Weak Cemented Soils

Natural soils have interparticular cemented bonds resulted from chemical reactions between soil particles that are called soil structure. The main distinctive aspect of the failure behavior of structured soils is the change of their behavior from a rock like brittle response to a soil like ductile response. Griffiths and MohrCoulomb failure criteria were used to describe the brittle and ductile failure behavior of structure soil superimposed using binary state functions. The state functions describe the phase transfer of structured soil from brittle to ductile response. The state functions derived based on the experimental data available in the literature for structured soils. The proposed failure criterion was verified by failure envelopes reported for naturally structured clay and shale, artificially cement treated gravel. Also, laboratory tests conducted on cement treated sand for further verifications. The results of the laboratory tests and verifications indicated that the proposed failure criterion is capable of describing the failure envelopes of natural structured clay and shale and artificially cemented gravel and sand.